在转换型化合物中，金属氟化物具有很高的氧化还原电位，这使得其特别适合作为锂离子电池的正极材料。为了缓解转化型材料臭名昭著的循环不稳定性，人们提出了阴离子和阳离子的取代策略，但是目前仍没有关于外来元素的反应机理的深入研究报道。

近日，布鲁克海文国家实验室Dong Su报道了采用多模态分析方法，包括异位和原位透射电子显微镜和同步辐射X射线技术，研究了金红石型Fe_0.9Co_0.1OF正极的锂化机理。

文章要点

1）研究人员揭示了从金红石相到岩盐相转变过程中一个长期的插层-挤出-阳离子无序过程，这在微观上对应于Fe/Co-O/F八面体的局部定向重排。在此过程中，锂的扩散通道由三维向二维转变，共角八面体转变为共边八面体。

2）密度泛函计算表明，Fe_0.9Co_0.1OF的Co和O共取代可以通过稳定热力学半稳态相和降低热力学势来提高其结构稳定性。

Sooyeon Hwang, et al, Revealing Reaction Pathways of Collective Substituted Iron Fluoride Electrode for Lithium Ion Batteries, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c03714

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c03714